MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cám ơn
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.1
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CỦA VẬT LÍ NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC,
TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH.5
1.1. Mục tiêu giáo dục trong thời đại ngày nay.5
1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay.5
1.1.2. Mục tiêu giáo dục của môn Vật lí THPT hiện nay.10
1.2. Dạy học các định luật vật lí .12
1.2.1. Chu trình sáng tạo khoa học Razumôpxky.12
1.2.2. Vận dụng chu trình sáng tạo Razumôpxky trong việc dạy học các nguyên
lí, định luật vật lí.13
1.3. Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí.16
1.3.1. Ứng dụng kĩ thuật (ƯDKT) của vật lí .16
1.3.2. Vai trò của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí.161.3.3. Bản chất của việc nghiên cứu các ƯDKT trong dạy học vật lí.17
1.3.4. Các loại mô hình thường được sử dụng trong dạy học các ƯDKT .18
1.3.5. Các con đường nghiên cứu các ƯDKT của vật lí trong dạy học .21
1.4. Tính tích cực, tự lực và sáng tạo và việc cần thiết phải phát huy tính tích cực,
tự lực, sáng tạo trong học tập.26
1.4.1. Tính tích cực.26
1.4.2. Tính tự lực .31
1.4.3. Tính sáng tạo .37
1.5. Tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật vật lí và các ƯDKT của chúng
nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của học sinh .44
1.5.1. Các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của
học sinh trong dạy học các nguyên lí, định luật vật lí.44
1.5.2. Các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học tập của
học sinh trong dạy học các ƯDKT của vật lí .46
1.5.3. Tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật vật lí và các ƯDKT của vật lí ở
trường THPT hiện nay. Ưu nhược điểm .48
KẾT LUẬN CHƯƠNG I .51
Chương 2. SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC Ở
CHƯƠNG “CƠ HỌC CHẤT LƯU” NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ
LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH .53
2.1. Giới thiệu về chương “Cơ học chất lưu” .53
2.1.1. Cấu trúc nội dung của chương.532.1.2. Kế hoạch dạy học của chương.54
2.2. Xây dựng tiến trình dạy học một số nguyên lí, định luật vật lí và các ƯDKT
của chúng nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh trong dạy
học chương “Cơ học chất lưu” .55
2.2.1. Ý đồ soạn thảo chung .55
2.2.2. Tiến trình dạy học theo từng bài cụ thể.56
KẾT LUẬN CHƯƠNG II.105
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.107
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .107
3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm .107
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.107
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm.108
3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm .110
3.3.1. Diễn biến quá trình thực nghiệm sư phạm .110
3.3.2. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm (về việc phát huy tính
tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh).121
3.3.3. Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm (về việc nâng cao
chất lượng nắm vững kiến thức).122
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3.130
KẾT LUẬN.132
TÀI LIỆU THAM KHẢO.13
241 trang |
Chia sẻ: lavie11 | Lượt xem: 596 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Tổ chức dạy học các nguyên lí, định luật chất lưu và các ứng dụng kĩ thuật của chúng trong chương “Cơ học chất lưu” Lớp 10 ban Nâng cao THPT nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
t là như nhau
tại tất cả các điểm.
- Áp suất thủy tĩnh không
phụ thuộc vào hình dạng
bình chứa.
80
nhận xét.
3. Giới thiệu nội dung
nguyên lí Pa-xcan.
- GV đặt vấn đề: thay đổi áp
suất tác dụng lên chất lỏng
chứa trong bình kín,thì sự
thay đổi này có như nhau tại
mọi điểm của chất lỏng và
của thành bình?
- GV nêu nội dung nguyên
lí Pa-xcan và giải thích.
- GV có thể minh họa bằng
TN sau:
Một chai nhựa trong suốt
được đổ đầy nước, một vật
nhỏ nằm lơ lửng (gần như
chìm) trong chai. Đóng nắp
chai lại. Bóp mạnh chai nhựa
rồi thả tay ra. Yêu cầu HS
quan sát và nhận xét chuyển
động của chai ứng với sự
thay đổi áp suất trong suốt
quá trình.
- GV cũng có thể cho HS
xem phim làm TN này (nếu
- HS dự đoán : là như
nhau.
- HS lắng nghe, ghi
chép
3. Nguyên lí Pa-xcan
a. Nội dung
« Độ tăng áp suất lên 1
chất lỏng chứa trong bình
kín được truyền nguyên
vẹn cho mọi điểm của
chất lỏng và của thành
bình. »
b. Giải thích
- Khi y1 = 0 thì p1 = png
( áp suất ngoài) =>
op p ghρ= +
- Mà ρ, h, g : không đổi ;
png tăng ∆p => p cũng
tăng ∆p
=> ở mọi điểm của chất
lỏng và của thành bình áp
suất cũng tăng 1 lượng
∆p.
81
không đủ thời gian).
4. Giới thiệu ứng dụng
thực tế của nguyên lí Pa-
xcan trong thực tế.
- Giới thiệu sơ lược một số
ứng dụng trong thực tế của
nguyên lí Pa-xcan:
a. Các máy thủy lực
- GV đặt vấn đề :
Có thể dùng lực nhỏ để
nâng ô tô lên được không ?
Hệ thống nào giúp ô tô
dừng lại?
- GV giới thiệu cho HS một
số máy thủy lực (hình vẽ
hoặc mô hình, mô phỏng)
Máy nén thủy lực, máy nâng
vật có trọng lượng lớn,
phanh thủy lực
- GV hướng dẫn HS tìm
nguyên tắc chung của các
loại máy này (thông qua xét
máy nâng ô tô).
Nhận xét gì về 2 tiết diện
S1 và S2.
Nhận xét gì về sự thay
- HS: có thể
- HS: phanh ô tô
- S2 > S1
4. Ứng dụng kĩ thuật
a. Các máy thủy lực
- Nguyên lí Pa-xcan có
nhiều ứng dụng : Máy
nén thủy lực, máy nâng
vật có trọng lượng lớn,
phanh thủy lực
Hình 2.3. Sơ đồ máy nén
thủy lực
- Nguyên tắc chung của
các máy này
+ Giả sử tác dụng lực F1
lên pit-tông nhánh trái có
82
đổi áp suất trong hệ thống
(lưu ý cho HS chất lỏng
không nén, trong hệ thống
kín).
HS rút ra hệ thức liên hệ
giữa lực và tiết diện.
b. Các ứng dụng khác
- GV giới thiệu một số ứng
dụng khác và nguyên tắc
- Sự thay đổi áp suất
trong hệ thống là như
nhau (theo nguyên lí
Pa-xcan)
2 12 1
1
.. S FS p
S
F = ∆ =
tiết diện S1,áp suất lên
chất lỏng tăng 1 lượng :
1
1
Fp
S
∆ =
+ Theo nguyên lí Pa-xcan,
áp suất tác dụng lên
nhánh phải tăng 1 lượng
∆p và tạo nên lực F2 :
2 12 1
1
.. S FS p
S
F = ∆ =
mà S2 > S1 => F2 >F1
=> Vậy: Có thể dùng lực
nhỏ để tạo ra lực lớn hơn.
+ Nếu F1 di chuyển
xuống dưới 1 đoạn d1,F2
di chuyển lên trên 1 đoạn
d2 là :
d2 .S2 = d1. S1
1 1
2 1
2
.d Sd d
S
= <
KL : Công được bảo toàn.
b. Các ứng dụng khác
Vòi phun nước, thác nước
nhân tạo, hệ thống cấp
83
chung:
Vòi phun nước, thác nước
nhân tạo, hệ thống cấp
nước, ống xi phông.
-GV có thể tiến hành làm
một số mô hình đơn giản để
minh họa: thác nước nhiều
tầng, vòi phun nước, ống
xi-phông
nước, ống xi phông.
Nguyên tắc chung
Dựa vào đặc điểm áp suất
chất lỏng phụ thuộc vào
chiều cao cột chất lỏng.
Sự thay đổi áp suất trong
hệ thống là do sự thay
đổi chiều cao của cột chất
lỏng tại một vị trí nào đó.
Củng cố - Hệ thống hóa
Nhắc lại kiến thức
- Chất lỏng có đặc tính là nén lên các vật nằm trong nó.
- Nhấn mạnh trong lòng chất lỏng, áp suất hướng theo mọi phương và phụ
thuộc độ sâu :
p = pa + ρgh
- Nhấn mạnh đối với chất lỏng ở trạng thái cân bằng tĩnh trong 1 bình chứa thì
trên cùng 1 mặt nằm ngang trong lòng chất lỏng, áp suất là như nhau tại tất cả các
điểm.
- Khái niệm áp suất thủy tĩnh : áp suất tĩnh của chất lỏng ở độ sâu h bằng tổng áp
suất khí quyển ở mặt thoáng và tích số ρgh.
- Nhấn mạnh : áp suất tĩnh tại các điểm trên cùng 1 mặt nằm ngang của cùng
một chất lỏng không phụ thuộc hình dạng bình chứa (có mặt thoáng).
84
- Nội dung nguyên lí Pa-xcan.
Vận dụng kiến thức
Vận dụng kiến thức đã học trong bài để trả lời câu hỏi và làm bài tập trong SGK,
sách tham khảo và nhiệm vụ 1 trong phiếu học tập
b. Bước 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có một chức năng xác định nhằm
sử dụng được hiện tượng vật lí vào sản xuất hay đời sống.
GV chia HS thành 4 tổ. Sau đó, GV cho HS tự lựa chọn hay GV chọn cho HS
nhiệm vụ thiết kế một trong các thiết bị sau:
• Làm vòi sen đơn giản
• Làm ống xi-phông
• Làm đài phun nước tự động đơn giản (tham khảo đài phun nước Heron)
• Làm thác nước nhiều tầng
• Tên lửa khí nén, tên lửa nước
• Đo áp suất khí quyển bằng phong vũ biểu tự chế
• Biến nước thành rượu vang đỏ bằng thiết bị tự chế
c. Bước 3: Tổ chức cho HS thảo luận, tìm ra phương án giải quyết các nhiệm vụ
được nêu. HS tự lắp ráp, chế tạo sau khi đã bàn bạc thống nhất
GV yêu cầu HS đối với mỗi thiết bị cần làm rõ:
• Lịch sử ra đời (nếu tìm được).
• Nguyên lí hoạt động.
• Vật liệu.
• Ý tưởng thiết kế.
• Công dụng của nó trong đời sống.
Nếu HS không tự tìm ra được các phương án, GV cần gợi ý, cung cấp thêm cho
85
HS các tài liệu, phim, mẫu thiết bị có sẵn để HS tìm hiểu.
d. Bước 4: GV tổ chức cho HS trình bày sản phẩm, thảo luận tìm ra ưu nhược
điểm của sản phẩm, từ đó cùng nhau đóng góp ý kiến để hoàn thiện, bổ sung cho
thiết bị.
e. Bước 5: Hoàn chỉnh thiết kế, bổ sung điều chỉnh trên thiết bị thật để tăng thêm
tính hiệu quả. (nếu có điều kiện và thời gian)
Lưu ý: Các bước 3, 4, 5 có thể thực hiện sau khi học xong hết chương để HS có
thời gian nhiều hơn.
Bài 2: Sự chảy thành dòng - Định luật Béc-nu-li
I. Mục đích - Yêu cầu
1. Kiến thức
- Hiểu được các khái niệm chất lỏng lí tưởng, dòng, ống dòng, đường dòng.
- Nắm được công thức liên hệ vận tốc và tiết diện trong một ống dòng, công thức
định luật Béc-nu-li, ý nghĩa các đại lượng trong công thức như áp suất tĩnh, áp suất
động (chưa cần chứng minh).
2. Kĩ năng
- Biết cách suy luận dẫn đến các công thức và định luật Béc-nu-li.
- Áp dụng để giải một số bài toán đơn giản và giải thích được một số hiện tượng
vật lí .
- Biết chế tạo các dụng cụ thí nghiệm, thiết bị đơn giản thiết kế phương án và tiến
hành thí nghiệm với các dụng cụ đó.
3. Thái độ
86
- Có hứng thú học vật lí nói chung và các kiến thức về định luật Béc-nu-li nói
riêng.
- Có ý thức vận dụng các kiến thức về định luật Béc-nu-li vào đời sống.
- Có ý thức tích cực, tự giác trong học tập.
- Có tinh thần hợp tác, làm việc theo nhóm, tập thể.
4. Tư duy
- Biết đưa ra các dự đoán, đề ra các giả thuyết giải quyết vấn đề gặp phải.
- Biết đưa ra được các phương án chế tạo thiết bị đơn giản .
II. Phương pháp giảng dạy
Dạy kiến thức mới: theo chu trình Razumôpxky
Tổ chức dạy học các ƯDKT của vật lí “dựa trên những định luật vật lí, những đặc
tính vật lí của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu
kĩ thuật nào đó”.
II. Dụng cụ
Phấn, bảng, dụng cụ thí nghiệm có sẵn và tự chế
IV. Tiến trình dạy học
1. Chuẩn bị
Giáo viên
- Kiểm tra bài cũ.
- Biên soạn các câu hỏi, vấn đề chuẩn bị cho bài dạy
- Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm, mô hình, thiết bị cần thiết
87
Học sinh
Ôn tập áp suất thuỷ tĩnh và nguyên lí Pa-xcan.
2. Tiến hành
a. Bước 1: Xác định rõ những định luật, nguyên lí vật lí ta sẽ phải sử dụng để chế
tạo thiết bị kĩ thuật mới
Bảng 2.4. Giáo án bài “Sự chảy thành dòng của chất lỏng và chất khí. Định
luật Béc-nu-li”
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hướng dẫn ghi chép
cho HS
1. Giới thiệu chuyển
động của chất lỏng lí
tưởng
- GV phân loại cho HS
các chuyển động của chất
lỏng :
+ Chảy ổn định (chảy
thành dòng).
+ Chảy không ổn định
(chảy cuộn xoáy).
- GV yêu cầu HS cho thí
dụ về các dạng chuyển
động này (hình ảnh dòng
sông chảy êm đềm thành
dòng, hình ảnh xoáy nước
HS lắng nghe, ghi chép.
1. Chuyển động của
chất lỏng lí tưởng
- Chuyển động của chất
lỏng được chia thành hai
loại:
+ Chảy ổn định (chảy
thành dòng).
+ Chảy không ổn định
(chảy cuộn xoáy).
88
trong thực tế)
- Nhấn mạnh cho HS điều
kiện để chất lỏng chảy
thành dòng.
- Lưu ý về khả năng chảy
thành dòng của chất khí.
- Giới thiệu khái niệm
chất lỏng lí tưởng.
- Chất lỏng lý tưởng là
chất lỏng:
+ Không nén được (Khối
lượng riêng của chất
lỏng không đổi).
+ Chảy thành dòng
+ Không nhớt (tức là bỏ
qua ma sát trong lòng
chất lỏng).
- Khi chất lỏng chảy
thành dòng thì vận tốc
dòng chảy là nhỏ.
- Chất khí cũng có thể
chảy thành dòng như
chất lỏng và khi đó có
thể áp dụng các tính
chất, các kết quả của
chất lỏng.
2. Giới thiệu về khái
niệm đường dòng, ống
dòng
- GV đặt vấn đề:
Làm thế nào để thiết kế
2. Đường dòng và ống
dòng
a. Đường dòng
- Khái niệm
89
được hình dạng thích hợp
nhất cho các loại ô tô,
máy bay?
- GV nêu sơ lược về cách
thức tiến hành thử nghiệm
đối với ô tô, máy bay:
bằng cách phun các dòng
khí quanh chúng.
- GV giới thiệu về khái
niệm, tính chất của đường
dòng, ống dòng.
- GV lưu ý cho HS:
+ Trong những điều kiện
nhất định, các ống dẫn
nước, dẫn dầu có thể coi
là ống dòng.
+ 1 ống dòng có tác dụng
như 1 ống thật vì 1 phần
HS lắng nghe, ghi chép
Đường dòng là đường
vạch nên bởi mỗi phần
tử của chất lỏng chuyển
động khi chất lỏng chảy
ổn định.
- Tính chất
+ Các đường dòng
không giao nhau.
+ Vận tốc của chất lỏng
tại một điểm có phương
tiếp tuyến với đường
dòng tại điểm đó và
hướng theo dòng chảy.
+ Vận tốc của chất lỏng
tại các điểm khác nhau
trên đường dòng có thể
khác nhau, nhưng tại
một điểm nhất định thì
không đổi.
b. Ống dòng
- Khái niệm
90
tử chuyển động bên trong
ống dòng không thể chạy
ra ngoài được.
Ống dòng là một phần
của chất lỏng chuyển
động có mặt biên tạo bởi
các đường dòng.
- Tính chất
+ Ở những đoạn ống
dòng thẳng, các đường
dòng được biểu diễn
bằng các đường song
song.
+ Trong dòng chảy của
chất lỏng, nơi có vận tốc
càng lớn thì các đường
dòng càng sít nhau.
- Trong những điều kiện
nhất định, các ống dẫn
nước, dẫn dầu có thể coi
là ống dòng.
91
3. Xây dựng hệ thức
giữa tốc độ và tiết diện
trong 1 ống dòng-Khái
niệm lưu lượng chất
lỏng
a. Xây dựng hệ thức
- GV đặt vấn đề:
Khi bịt một phần của ống
nước ta thấy hiện tượng
gì? Vậy trong sự chảy ổn
định, vận tốc và tiết diện
có mối quan hệ định
lượng với nhau như thế
nào?
+ Xét một phần ống dòng
giữa hai mặt S1 và S2 .
Một phân tử của chất lỏng
khi qua S1 có vận tốc v1.
Sau khoảng thời gian ∆t,
phân tử đó dịch chuyển
được một đoạn s1 tính
như thế nào ? (gợi ý: coi
như phân tử chất lỏng
chuyển động đều)
+ Như vậy sau khoảng ∆t
có một thể tích chất lỏng
HS lắng nghe và giải
quyết các vấn đề GV đặt
ra :
- Khi bịt một phần đầu
vòi thì tiết diện sẽ bé lại,
vận tốc của nước sẽ lớn,
nước phun xa hơn .
- Sau khoảng thời gian
∆t, phân tử đó dịch
chuyển được một đoạn :
s1 = v1. ∆t
- Khi đó phân tử chất
lỏng qua S2 với vận tốc
v2. Thể tích của chất
lỏng đi qua S2 là S2v2∆t.
- Do chất lỏng không
nén nên thể tích của
3. Hệ thức giữa tốc độ
và tiết diện trong một
ống dòng. Lưu lượng
chất lỏng
a. Hệ thức
2
1
1
2
S
S
v
v =
Nhận xét
Trong một ống dòng, tốc
độ của chất lỏng tỉ lệ
nghịch với diện tích tiết
diện của ống.
92
S1v1∆t đi vào trong phần
ống dòng đó. Cũng trong
thời gian ∆t, một thể tích
chất lỏng là bao nhiêu từ
trong đi ra khỏi phần ống
dòng này.
+ Thể tích phần chất lỏng
đi vào ống dòng sẽ như
thế nào so với thể tích
chất lỏng ra khỏi ống
dòng ? (gợi ý: chất lỏng
không nén)
+ Qua biểu thức trên có
nhận xét như thế nào về
vận tốc và tiết diện ống
dòng ?
b. Giới thiệu về lưu lượng
của chất lỏng
- GV giới thiệu cho HS
đại lượng mới : lưu lượng
chất lỏng.Yêu cầu HS
nhận xét về lưu lượng
chất lỏng khi chảy ổn
định.
chúng bằng nhau.
S1v1∆t = S2v2∆t
→ v1 S1 = v2 S2 = A
- Khi đó phân tử chất
lỏng qua S2 với vận tốc
v2. Thể tích của chất
lỏng đi qua S2 là S2
- Do chất lỏng không
nén nên thể tích của
chúng bằng nhau.
S1v1∆t = S2v2∆t
nên v1 S1 = v2 S2 =
A
-Vận tốc của chất lỏng tỉ
lệ nghịch với diện tích
của ống.
S1v1 = S2v2 = A
S1v1∆t = S2v2∆t
→ v1 S1 = v2 S2 = A
-Vận tốc của chất lỏng tỉ
lệ nghịch với diện tích
của ống.
b. Lưu lượng của chất
lỏng
v1.S1 = v2.S2 = A.
- Đại lượng A có giá trị
như nhau ở mọi điểm
trong 1 ống dòng, được
gọi là lưu lượng chất
lỏng.
- Khi chảy ổn định, lưu
93
S1v1 = S2v2 = A
- Khi chảy ổn định, lưu
lượng chất lỏng trong
một ống dòng là không
thay đổi
lượng chất lỏng trong
một ống dòng là không
đổi.
- Đơn vị của lưu lượng
trong hệ SI : m3/s
4. Giới thiệu định luật
Béc-nu-li cho ống dòng
nằm ngang
- GV đặt vấn đề :
+ Khi chất lỏng đứng yên
áp suất tĩnh ở những điểm
trên cùng một mặt phẳng
nằm ngang có gía trị như
thế nào ?
+ Khi chất lỏng đang
chuyển động áp suất tĩnh
ở những điểm trên cùng
một mặt phẳng nằm
ngang có giá trị như thế
nào ?
- GV nhấn mạnh : Khi
chất lỏng đang chuyển
động ta có áp suất tại
những điểm khác nhau
của ống dòng còn phụ
HS lắng nghe và giải
quyết các vấn đề GV đặt
ra.
- HS : Áp suất tĩnh ở
những điểm này bằng
nhau : p = hằng số
- HS : Áp suất tĩnh ở
những điểm này không
bằng nhau nữa.
4. Định luật Béc-nu-li
cho ống dòng nằm
ngang
a) Phát biểu
Trong một ống dòng
nằm ngang, tổng áp suất
tĩnh và áp suất động tại
mọi điểm bất kì luôn là
hằng số.
b) Biểu thức:
21
2p vρ=
trong đó:
ρ: được gọi là khối
lượng riêng của chất
lỏng ( kg/m3)
p : là áp suất tác dụng
lên thành bình, gọi là áp
94
thuộc vào vận tốc tại điểm
đó và được xác định bởi
phương trình Béc-nu-li.
- Dựa vào phương trình
Béc-nu-li, GV yêu cầu HS
nhận xét
+ Số hạng 21
2
vρ có thứ
nguyên của đại lượng
nào?
+ Áp suất tĩnh tại những
điểm khác nhau của ống
dòng phụ thuộc vào vận
tốc tại điểm đó như thế
nào ? (so sánh ở chỗ có
vận tốc lớn và ở chỗ có
vận tốc nhỏ).
- GV giới thiệu khái niệm
áp suất động, áp suất toàn
phần.
- GV yêu cầu HS nhận xét
tại những điểm khác nhau
của ống dòng nằm ngang
áp suất toàn phần có thay
đổi ?
- Số hạng 21
2
vρ có thứ
nguyên là :
Kg/m3.(m/s)2 =
kg.m/s2.(1/m2) =N/m 2
= Pa : đơn vị áp suất
- Ở chỗ có vận tốc lớn,
áp suất tĩnh lớn hơn.
- Áp suất toàn phần tại
mọi điểm trên ống dòng
nằm ngang là như nhau.
suất tĩnh (Pa)
21
2
vρ : là áp suất động,
có thứ nguyên của áp
suất (Pa)
c. Nhận xét
+ Như vậy, trong ống
dòng, ở nơi có vận tốc
lớn (tiết diện nhỏ) thì áp
suất tĩnh nhỏ; nơi có vận
tốc nhỏ thì áp suất tĩnh
lớn.
+ Tại 1điểm trên đường
dòng, tổng áp suất tĩnh
và áp suất động là áp
suất toàn phần.
+ Áp suất toàn phần tại
mọi điểm trên ống dòng
nằm ngang là như nhau.
95
Củng cố - Hệ thống hóa
Nhắc lại kiến thức
- Khái niệm :
+ Chất lỏng lí tưởng.
+ Đường dòng.
+ Ống dòng.
+ Lưu lượng chất lỏng.
- Hệ thức giữa tốc độ và tiết diện trong ống dòng.
- Định luật Béc-nu-li.
Vận dụng kiến thức
Giải thích các hiện tượng:
+ Khi thổi không khí chuyển động qua khe giữa hai tờ giấy, áp suất tĩnh ở khe
giảm so với bên ngoài nên hai tờ giấy ép sát vào nhau.
+ Gió thổi ngang bên ngoài nên áp suất tĩnh ở bên ngoài nhỏ hơn bên trong:
cửa bật ra ngoài
Vận dụng kiến thức đã học trong bài để trả lời câu hỏi và làm bài tập trong SGK,
sách tham khảo và phiếu học tập
b. Bước 2: Đưa ra nhiệm vụ thiết kế một thiết bị có một chức năng xác định nhằm
sử dụng được hiện tượng vật lí vào sản xuất hay đời sống
GV chia HS thành 4 tổ. Sau đó, GV cho HS tự lựa chọn hay GV chọn cho HS
nhiệm vụ thiết kế một trong số các thiết bị sau:
96
• Làm bình phun nước tưới cây đơn giản
• Làm máy bay giấy, máy bay trực thăng đơn giản
• Làm diều giấy, dù lượn đơn giản
• Đo thời gian bằng đồng hồ nước tự chế
Lưu ý: Các bước 3,4, 5 tiến hành sau khi dạy xong bài “Ứng dụng của định luật
Béc-nu-li.
Bài 3: Ứng dụng định luật Béc-nu-li
I. Mục đích-Yêu cầu
1. Kiến thức
- Hiểu được cách đo áp suất tĩnh, áp suất toàn phần.
- Hiểu được cách đo vận tốc bằng ống Ven-tu-ri, ống Pi-tô.
- Hiểu được nguyên lí hoạt động của một số ứng dụng kĩ thuật của định luật Béc-
nu-li : ống phun sương, bộ chế hòa khí, lực nâng máy bay.
2. Kĩ năng
- Biết cách suy luận dẫn đến các công thức đo áp suất tĩnh, áp suất toàn phần, vận
tốc chất lỏng, vận tốc máy bay
- Áp dụng để giải một số bài toán đơn giản .
3. Thái độ
- Có hứng thú học vật lí nói chung và các kiến thức về định luật Béc-nu-li nói
riêng.
- Có ý thức vận dụng các kiến thức về định luật Béc-nu-li vào đời sống.
- Có ý thức tích cực, tự giác trong học tập.
97
- Có tinh thần hợp tác, làm việc theo nhóm, tập thể.
4. Tư duy
- Biết đưa ra các dự đoán, đề ra các giả thuyết giải quyết vấn đề gặp phải.
- Biết chế tạo các dụng cụ thí nghiệm, thiết bị đơn giản, thiết kế phương án và tiến
hành thí nghiệm với các dụng cụ đó.
II. Phương pháp giảng dạy
Tổ chức dạy học các ƯDKT của vật lí “dựa trên những định luật vật lí, những đặc
tính vật lí của sự vật hiện tượng, thiết kế một thiết bị nhằm giải quyết một yêu cầu
kĩ thuật nào đó”.
III. Dụng cụ
Phấn, bảng, dụng cụ thí nghiệm có sẵn và tự chế
IV. Tiến trình dạy học
1. Giáo viên
- Kiểm tra bài cũ.
- Biên soạn các câu hỏi, vấn đề chuẩn bị cho bài dạy
- Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm, mô hình, thiết bị cần thiết
2. Học sinh
Ôn tập định luật Béc-nu-li.
Bảng 2.5. Giáo án bài “Ứng dụng định luật Béc-nu-li”
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hướng dẫn ghi chép
cho HS
98
1. Giới thiệu về các dụng cụ
và cách đo áp suất
- GV giới thiệu các dụng cụ
và tiến hành biểu diễn thí
nghiệm cho HS.
- GV cần chú ý:
• Dụng cụ đo áp suất nào?
• Áp suất đó được tính như
thế nào?
• Nếu đo được các áp suất,
ta có thể đo vận tốc dòng
chảy không?
HS lắng nghe, trả lời 1. Đo áp suất
a) Đo áp suất tĩnh
Đặt ống hình trụ hở hai
đầu, sao cho miệng ống
song song với dòng chảy.
Áp suất tĩnh tỉ lệ với độ
cao của cột chất lỏng
trong ống.
b) Đo áp suất toàn
phần
Dùng một ống hình trụ
hở hai đầu, một đầu được
uốn vuông góc. Đặt ống
sao cho miệng ống
vuông góc với dòng
chảy. Áp suất toàn phần
tỉ lệ với độ cao của cột
chất lỏng trong ống.
Chú ý
Nếu đo áp suất tĩnh và áp
suất toàn phần tại một
điểm nào đó ta có thể xác
định được vận tốc chất
lưu tại điểm đó.
99
2. Giới thiệu về các dụng cụ
và cách đo vận tốc
- GV giới thiệu các dụng cụ
(ống Ven-tu-ri, ống Pi-tô) và
tiến hành biểu diễn thí
nghiệm cho HS.
- GV đặt vấn đề cho HS: CM
công thức vận tốc dựa vào
định luật Béc-nu-li và hệ thức
liên hệ giữa vận tốc và tiết
diện.
- HS chứng minh công
thức dựa vào định luật
Béc-nu-li và hệ thức
liên hệ giữa vận tốc và
tiết diện.
2. Đo vận tốc
a) Đo vận tốc chất lỏng
- Ống Ven-tu-ri
Vận tốc v tại tiết diện S
Trong đó :
Δp : hiệu áp suất tĩnh
giữa hai tiết diện S và s
ρ: khối lượng riêng của
chất lỏng trong áp kế
ρa: Khối lượng riêng của
chất lỏng trong ống Ven-
tu-ri
b) Đo vận tốc máy bay-
Ống Pi-tô
Vận tốc v của máy bay
2 1
2( - )
ρ
2 ( - )
=
=
toanphan tinhp pv
g h h
Δ ρ Δ= ap g h
2
2 2
2 Δ
ρ( - )
= s pv
sS
2 Δh
ρ
ρ=
kk
gv
100
Trong đó:
Δh : độ chênh lệch mực
chất lỏng ở hai nhánh
ρ: khối lượng riêng của
chất lỏng trong ống chữ
U
ρkk : khối lượng riêng
của không khí bên ngoài
3. Giới thiệu về lực nâng
máy bay
- GV đặt vấn đề:
Tại sao máy bay có thể bay
lên được?
- GV có thể tiến hành một số
TN đơn giản sau để gợi ý cho
HS:
• Thổi phía trên một tờ giấy
mỏng đặt sát miệng.
• Thổi phía trên một cánh
máy bay giấy (tạo thành bằng
dải giấy mỏng) luồng vào một
cây thước.
(có thể yêu cầu HS dự đoán
thử hiện tượng sắp xảy ra)
- HS có thể dự đoán:
Tờ giấy và cánh máy
bay giấy bị chúc xuống
khi ta thổi hơi phía trên
chúng
- HS có thể trả lời:
dạng hơi cong ở phía
trên, phẳng ở phía
dưới.
-Vận tốc ở phía trên
lớn hơn, nên áp suất
3. Một vài ứng dụng
khác của định luật Bec-
nu-li
a. Lực nâng cánh máy
bay
Nguyên tắc
Do cấu tạo đặc biệt của
cánh máy bay, ta nhận
thấy :
- Ở phía trên các đường
dòng sít nhau hơn so với
ở phía dưới cánh. Do vậy
áp suất tĩnh ở phía trên
nhỏ hơn áp suất tĩnh ở
phía dưới tạo nên một
lực nâng máy bay.
- Lực nâng phụ thuộc độ
101
- GV cần lưu ý cho HS:
• Hình dạng thông thường
của cánh máy bay.
• Vận tốc và áp suất tĩnh của
không khí ở phía trên và phía
dưới cánh.
• Nguyên nhân giúp máy
bay có thể cất cánh.
tĩnh phía trên nhỏ hơn.
- Do chênh lệch áp suất
phía trên và dưới cánh
nên tạo lực nâng máy
bay.
chênh áp suất, vì vậy để
cất cánh được máy bay
phải đạt vận tốc tối thiểu
nào đó, phụ thuộc trọng
lượng của máy bay.
Biểu thức
Lực nâng cánh máy
bay:
F = (p1-p2).S
= ρkk(v22 –v12)/2
ρkk : khối lượng riêng
của không khí (kg/m3)
p1 : áp suất tĩnh ở phía
trên (Pa)
p2 : áp suất tĩnh ở phía
dưới (Pa)
v1 : vận tốc không khí ở
phía trên (m/s)
v2 : vận tốc không khí ở
phía dưới (m/s)
102
4. Giới thiệu về bộ chế hòa
khí
- GV giới thiệu về cấu tạo của
bộ chế hòa khí.
- GV yêu cầu HS nhận xét:
• Mức xăng ở miệng vòi
phun và buồng phao.
• Áp suất ở đoạn thắt ở ống
hút.
• Hiện tượng gì xảy ra.
- HS trả lời : Trong
buồng phao A, xăng
được giữ ở mức ngang
với miệng vòi phun.
- Ống hút không khí có
đoạn thắt lại tại B,ở đó
suất giảm xuống.
- Xăng bị hút lên và
phân tán thành những
hạt nhỏ trộn lẫn với
không khí tạo thành
hỗn hợp đi vào xilanh.
b. Bộ chế hòa khí
Nguyên tắc
- Trong buồng phao A,
xăng được giữ ở mức
ngang với miệng vòi
phun G nhờ hoạt động
của phao P.
- Ống hút không khí có
đoạn thắt lại tại B,ở đó
suất giảm xuống, xăng
bị hút lên và phân tán
thành những hạt nhỏ trộn
lẫn với không khí tạo
thành hỗn hợp đi vào
xilanh.
5. Giới thiệu về định luật To-
ri-cen-li
- GV gợi ý cho HS dùng định
luật Béc-nu-li đối với điểm tại
mặt thoáng của chất lỏng và
tại lỗ thoát, từ đó tìm vận tốc
tại lỗ thoát của chất lỏng (gợi
ý p1 = p2 = p0).
- HS:
p0 + 1/2ρv2= p0+ρgh
suy ra:
2=v gh
c. Định luật To-ri-cen-li
Vận tốc của chất lỏng tại
lỗ thoát của một bình
đựng để hở:
2=v gh
(h: độ cao của cột chất
lỏng tính từ mặt thoáng
của bình đến lỗ thoát)
103
6. Giới thiệu về bình xịt,
bình phun
-GV đưa ra một số bình phun
thực tế và thiết bị bình phun
tự tạo.
- GV yêu cầu HS quan sát và
thử nêu nguyên tắc hoạt động
của bình phun.
- HS thử nêu nguyên
tắc hoạt động.
d. Các loại bình xịt,
bình phun
Khi dòng không khí thổi
đến miệng ống do ở
miệng ống tiết diện nhỏ
nên áp suất tại đó yếu
hơn so với áp suất trong
bình, do đó chất lỏng từ
dưới bình tràn lên và
phun ra ngoài.
7. Giới thiệu các ứng dụng
khác
- GV nêu sơ lược một số ứng
dụng khác của định luật Béc-
nu-li thông qua các hình ảnh
minh họa, mô phỏng.
- GV nêu một số hiện tượng
có thể được giải thích bằng
định luật Béc-nu-li.
HS thử nêu nguyên tắc
hoạt động và giải thích
một số hiện tượng.
e. Các ứng dụng khác
- Đèn xì Bunsen, lưu
lượng kế, hệ thống ống
nước gia đình
- Ứng dụng trong giao
thông: 2 xe hay tàu,
thuyền không được chạy
quá gần nhau, nguyên lí
hoạt động của thuyền
buồm
- Ứng dụng trong thể
thao : hiệu ứng Mác-nút.
- Hiện tượng:
• Chứng phình mạch.
• Chứng thiếu máu
104
não.
• Sự tuần hoàn máu.
• Cách đào hang của
các loài vật.
Hiện tượng tấm bạt xe
khi xe chạy
Củng cố - Hệ thống hóa
Nhắc lại kiến thức
- Các ứng dụng kĩ thuật quan trọng: lực nâng máy bay, bình xịt, bình phun, đo
vận tốc chất lỏng ở lỗ thoát.
- Nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng trên.
Vận dụng kiến thức
Giải thích các hiện tượng:
Chứng phình mạch.
Chứng thiếu máu não.
Sự tuần hoàn máu.
Cách đào hang của các loài vật.
Hình dạng tấm bạt xe khi xe chạy.
Sau khi dạy xong bài này, ta tiếp tục tiến hành các bước sau:
c. Bước 3: Tổ chức cho HS thảo luận, tìm ra phương án giải quyết các nhiệm vụ
được nêu. HS tự lắp ráp, chế tạo sau khi đã bàn bạc thống nhất
GV yêu cầu HS đối với mỗi thiết bị cần làm rõ:
105
• Lịch sử ra đời (nếu tìm được).
• Nguyên lí hoạt động.
• Vật liệu.
• Ý tưởng thiết kế.
• Công dụng của nó trong đời sống.
Nếu HS không tự tìm ra được các phương án, GV
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- pp_day_hoc_co_hoc_chat_luu_7911_1917719.pdf